初中化學(xué)質(zhì)量求解類計(jì)算問(wèn)題的一般解題思路

摘 要：初中化學(xué)中，質(zhì)量求解類計(jì)算問(wèn)題是學(xué)生必須掌握的基本題目.據(jù)此，文章分析了初中化學(xué)中常見(jiàn)的質(zhì)量求解類計(jì)算問(wèn)題的特點(diǎn)，總結(jié)了一般的解題思路.通過(guò)合理運(yùn)用這一解題思路，學(xué)生能夠更加準(zhǔn)確地解決質(zhì)量求解類計(jì)算問(wèn)題，提高解題能力，加深對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解.

關(guān)鍵詞：質(zhì)量求解；解題思路；初中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1008-0333（2023）35-0128-03

隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，質(zhì)量求解類計(jì)算問(wèn)題在化學(xué)中占據(jù)著重要的位置［1］.解題思路一般包括：①寫(xiě)出化學(xué)方程式并配平；②計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量；③設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x；④列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.可以根據(jù)已知的化學(xué)方程式和反應(yīng)物的質(zhì)量，推導(dǎo)出產(chǎn)物的質(zhì)量以及反應(yīng)的量比關(guān)系，這種計(jì)算思路在初中化學(xué)中被廣泛應(yīng)用.對(duì)初中化學(xué)質(zhì)量求解類計(jì)算問(wèn)題進(jìn)行研究，不僅可以提高學(xué)生的解題能力，還能深化對(duì)化學(xué)概念的理解和應(yīng)用，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［2］.

1 含雜質(zhì)類的質(zhì)量求解計(jì)算

含雜質(zhì)類質(zhì)量求解計(jì)算在化學(xué)中是一類常見(jiàn)的問(wèn)題，

在解題時(shí)，要仔細(xì)閱讀題目，確定雜質(zhì)的種類和存在位置.在計(jì)算過(guò)程中要注意使用正確的化學(xué)方程式，根據(jù)反應(yīng)的量比關(guān)系進(jìn)行計(jì)算.嚴(yán)格按照解題的一般思路，能夠更好地理解和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)，提高解題的準(zhǔn)確性和效率［3］.

例1 赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）是我國(guó)鐵礦石資源中的一種，煉鐵的原理是Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2，則1 000 t含雜質(zhì)20%的赤鐵礦，可以冶煉得到多少噸鐵？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

解析 本題可根據(jù)一般解題思路進(jìn)行步驟化求解.

第一步：寫(xiě)出化學(xué)方程式并配平.

化學(xué)方程式如下：

Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2

第二步：計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

Fe2O3的相對(duì)分子質(zhì)量是：56×2+16×3=160;2Fe的相對(duì)分子質(zhì)量是56×2=112.

第三步：設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

本題中，需要求解的是鐵的質(zhì)量，故設(shè)該項(xiàng)的質(zhì)量為x.

第四步：列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.

由已知條件，赤鐵礦含雜質(zhì)20%，因此，F(xiàn)e2O3的實(shí)際質(zhì)量為赤鐵礦質(zhì)量的80%，根據(jù)條件關(guān)系，可列式160112=1 000 t×（1-20%）x，解得：x=560 t.

點(diǎn)評(píng) 本題較為簡(jiǎn)單，可完全根據(jù)質(zhì)量求解類計(jì)算題的一般解題思路進(jìn)行步驟化計(jì)算，但是含雜質(zhì)的條件應(yīng)該進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)，主要確認(rèn)雜質(zhì)是原始反應(yīng)物的還是生成物的.

例2 某鋼鐵廠每天消耗5 000 t含氧化鐵76%的赤鐵礦石，該廠理論上可日產(chǎn)含鐵98%的生鐵的質(zhì)量是多少？（精確到0.1）

解析 依然按照步驟進(jìn)行.

第一步：寫(xiě)出化學(xué)方程式并配平.

Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2

第二步：計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

Fe2O3的相對(duì)分子質(zhì)量是：56×2+16×3=160;2Fe的相對(duì)分子質(zhì)量是56×2=112.

第三步：設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

本題中，需要求解的是生鐵的質(zhì)量，故設(shè)該項(xiàng)的質(zhì)量為x.

第四步：列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.

由已知條件，赤鐵礦含氧化鐵76%，因此，F(xiàn)e2O3的實(shí)際質(zhì)量為赤鐵礦質(zhì)量的76%，然而，生成物鐵也是含雜質(zhì)的，純率為98%，因此，與例1相似但不同，根據(jù)條件關(guān)系，可列式160112=5 000 t×76%x×98%，解得：x≈2 714.3 t

點(diǎn)評(píng) 本題與例1結(jié)合來(lái)看，可以得出，注意純物質(zhì)和不純物質(zhì)的轉(zhuǎn)化是解答該類問(wèn)題的關(guān)鍵.通過(guò)列出反應(yīng)化學(xué)方程式、計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量、假設(shè)未知數(shù)以及列出未知數(shù)的條件方程，可以較為簡(jiǎn)便地解出答案，易錯(cuò)點(diǎn)在于判斷反應(yīng)物或者生成物的純度，即題目中所含百分?jǐn)?shù)的條件如何使用.然而易錯(cuò)點(diǎn)并非難點(diǎn)，只要在遇見(jiàn)該類問(wèn)題時(shí)，能夠厘清純度關(guān)系，并理解題目所求變量到底是反應(yīng)物還是生成物，含雜質(zhì)還是不含雜質(zhì)，即可完全解決該類問(wèn)題.

2 混合反應(yīng)中的質(zhì)量求解計(jì)算

混合反應(yīng)中的質(zhì)量求解計(jì)算是化學(xué)中另一類常見(jiàn)的問(wèn)題，需要確定反應(yīng)過(guò)程才能進(jìn)行計(jì)算.但是無(wú)論何種變化，這些基本的解題思路都是不變的.在解題過(guò)程中，需要靈活運(yùn)用化學(xué)知識(shí)，善于轉(zhuǎn)換思維，準(zhǔn)確理解題目的要求，以便用正確的方法解決問(wèn)題.

值得注意的是，在混合反應(yīng)中，需要明確定義混合反應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程.在解題時(shí)，需要根據(jù)題目提供的信息判斷混合反應(yīng)中的物質(zhì)以及反應(yīng)的先后順序，并根據(jù)不同情況選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法.然后根據(jù)反應(yīng)過(guò)程，確定反應(yīng)物和生成物的量比關(guān)系［4］.這一步是解題的關(guān)鍵，需要仔細(xì)理解題目所給的化學(xué)方程式，并根據(jù)化學(xué)方程式中的物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量比進(jìn)行計(jì)算.最后根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系，以及相應(yīng)物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，計(jì)算出混合反應(yīng)中所涉及的各種物質(zhì)的質(zhì)量.

例3 將2.8 g鐵粉放入一定量的硫酸與硫酸銅的混合溶液中，三者恰好完全反應(yīng)，除去其中的不溶物，再將所得的溶液蒸干，最后可得固體（? ）.

A.3.2 g B.7.6 g C.8.0 g D.15.2 g

解析 該題是混合反應(yīng)，根據(jù)題意，涉及兩個(gè)反應(yīng)，此時(shí)依然可以按照步驟進(jìn)行.

第一步：寫(xiě)出化學(xué)方程式并配平.

由于題目中沒(méi)有給出化學(xué)方程式，則該步需要自行寫(xiě)出化學(xué)方程式并配平.化學(xué)方程式為：

Fe+H2SO4FeSO4+H2↑

Fe+CuSO4FeSO4+Cu

第二步：計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

這一步是本題的關(guān)鍵，因?yàn)樯婕盎旌戏磻?yīng)，因此，需要確定該步驟中應(yīng)該尋找誰(shuí)的相對(duì)分子質(zhì)量.可以比較簡(jiǎn)單地確認(rèn)，鐵的相對(duì)分子質(zhì)量一定要求，因?yàn)轭}目中的2.8 g是鐵的質(zhì)量，是本題的重要條件.比較困難的是最后生成的固體，根據(jù)“固體”的條件，很容易想到可能是FeSO4，也可能是Cu，但是仔細(xì)閱讀題干就可以發(fā)現(xiàn)，Cu已經(jīng)先

被除去，然后再進(jìn)行的烘干.因此，最后的固體即為FeSO4.根據(jù)鐵元表守恒可得關(guān)系式為：

Fe——FeSO4

因此應(yīng)該求Fe的相對(duì)分子質(zhì)量56，以及FeSO4的相對(duì)分子質(zhì)量56+32+16×4=152.

第三步：設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

本題中，需要求解的是FeSO4的質(zhì)量，故設(shè)該項(xiàng)的質(zhì)量為x.

第四步：列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.

由已知條件，可列式56152=2.8 gx.解得：x=7.6 g

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)解題步驟可以看出，解題的一般思路萬(wàn)變不離其宗，仍是四步法進(jìn)行步驟化解題.但是從解析的篇幅分布來(lái)看，明顯第二步更加豐富，而第四步更加簡(jiǎn)潔.對(duì)比含雜質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算，混合反應(yīng)的質(zhì)量求解更注重反應(yīng)的過(guò)程，該類題目的易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)皆在于此.在解題過(guò)程中，不僅需要按部就班地進(jìn)行步驟化解題，還需要在第二步確認(rèn)反應(yīng)物和生成物的成分.因此，與例1和例2不同，只要確認(rèn)了反應(yīng)物和生成物的成分，列式計(jì)算并不是該類題目的難點(diǎn).

例4 為了回收硫酸銅廢液中的銅，稱取m g鐵粉與一定體積的硫酸銅廢液混合，充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗深、干燥，得到的固體一部分能被磁鐵吸引；再將該固體與足量的稀硫酸混合，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、干燥，得到不能被磁鐵吸引的固體12m g.則整個(gè)過(guò)程中參加反應(yīng)的CuSO4與H2SO4的質(zhì)量之比為（? ）.

A.80∶63 B.80∶49 C.80∶7 D.16∶7

解析 該題也是混合反應(yīng)，同樣涉及兩個(gè)反應(yīng)，此時(shí)依然可以按照步驟進(jìn)行.

第一步：寫(xiě)出化學(xué)方程式并配平.

該步的化學(xué)方程式與例3相同，如下：

Fe+H2SO4FeSO4+H2↑

Fe+CuSO4FeSO4+Cu

第二步：計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量.

前已述及，該步驟是本題的解題關(guān)鍵，重在確認(rèn)反應(yīng)過(guò)程，通過(guò)反應(yīng)過(guò)程將反應(yīng)物和生成物確定下來(lái).Fe依然是本題中的重要反應(yīng)物，通過(guò)和H2SO4與CuSO4分別反應(yīng)，將Cu提取出來(lái).

根據(jù)題目中的反應(yīng)過(guò)程，可以確認(rèn)以下兩種情況：

（1）m g鐵粉已經(jīng)將硫酸銅廢液中的H2SO4和CuSO4全部反應(yīng)，可由“得到的固體一部分能被磁鐵吸引”得知，得到的固體為Cu和Fe的混合物.

（2）置換出Cu的質(zhì)量為12m g，因?yàn)樵賹⒃摴腆w與足量的稀硫酸混合，此時(shí)的Fe已經(jīng)和硫酸反應(yīng)，剩余的只有Cu.

因此，需要確認(rèn)的相對(duì)分子質(zhì)量有Fe-56，

H2SO4-98，CuSO4-160以及Cu-64.

第三步：設(shè)待求解質(zhì)量為未知數(shù)x.

不同于例3，本題并未要求求解一個(gè)確定的質(zhì)量，只要求求解比值，因此，可將問(wèn)題中的物質(zhì)分別做設(shè)，然后尋求質(zhì)量關(guān)系.

不妨設(shè)與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，硫酸銅的質(zhì)量為y，硫酸的質(zhì)量為z，此時(shí)只需要求解y與z的比值即可.

第四步：列出比例關(guān)系進(jìn)行求解.

由已知條件，可列式56x=160y=6412m g，解得：x=716m g；y=54m g.則與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為

916m g，此時(shí)再列比例關(guān)系5698=916m gz，解得z=6364m g，所以硫酸銅與硫酸質(zhì)量比為：54m∶6364m=80∶63.

點(diǎn)評(píng) 本題的巧妙之處在于將未知量分別做設(shè)，最終通過(guò)消去未知量，求得比值.能夠清晰地描繪出本題的反應(yīng)過(guò)程是解題的關(guān)鍵，以生成的Cu的質(zhì)量是Fe的質(zhì)量的12是本題的“橋梁”.本題屬于難題，但解題方法仍為一般方法，只是在解題過(guò)程中，需要時(shí)時(shí)注意反應(yīng)過(guò)程，并進(jìn)行比例關(guān)系的構(gòu)建，只有這樣，才能大大提升解題的準(zhǔn)確性.

參考文獻(xiàn)：

［1］ 蔡琴.初中化學(xué)計(jì)算題的解題策略教學(xué)探究［J］.數(shù)理化解題研究，2023（17）：125-127.

［2］ 謝愛(ài)萍.初中化學(xué)綜合性計(jì)算題的解題思路［J］.讀寫(xiě)算，2023（12）：51-52.

［3］ 譚德苗.初中化學(xué)解題教學(xué)的有效策略［J］.數(shù)理化解題研究，2022（26）：113-115.

［4］ 黃曉春.初中化學(xué)計(jì)算題的解題策略教學(xué)分析［J］.數(shù)理化解題研究，2022（14）：122-124.

［責(zé)任編輯：季春陽(yáng)］

收稿日期：2023-09-15

作者簡(jiǎn)介：吳甫紅（1977.1-），女，江蘇省如皋人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.